다이니폰일본인쇄주식회사(이하 DNP)가 플렉시블 유기 EL이나 플라스틱 액정 등에 사용하는 필름으로써 기존의 적층 필름에 필적하는 높은 배리어성을 가진 단층의 초배리어성 투명 필름을 개발하였다.

이번에 개발한 초배리어성 투명필름은 증착 방법을 기존의 진공증착방식에서 이온 플레이팅 방식으로 변경함으로써 이 방식에 적합한 무기재료를 선택, 최적의 성막(成膜) 조건을 확립하였다.

기존의 진공증착방식은 식료품 등의 패키지에 사용되는 투명 배리어 필름의 제조방법으로, 진공 중에 막으로 하고자 하는 재료를 증발(또는 승화)시켜, 그 증기를 플라스틱 기판에 맞춰 막을 만드는 방식이다. 반면에 이온 플레이팅 방식은 진공 중에 막으로 하는 재료를 증발시킬 때에 +(플러스) 전기를 띠거나, 또는 부착시킨 기판에 -(마이너스) 전기를 가지게 하여, 기판이 재료를 포함한 증기를 끌어당기는 것에 의해 밀창성이 좋은 막을 만든다.

그 결과 치밀성이 높고, 밀창성도 우수하며, 단층이면서 높은 배리어성과 플렉시블성, 뛰어난 투명성을 실현하였다.
　
지금까지 유기EL이나 액정 패널의 기판에는 유리 기판이 많이 사용되었으며, 기판의 박형화나 경량화, 플렉시블화에 대한 니즈가 높았다. 이러한 니즈에 응하기 위해 플렉시블 유기 EL이나 플라스틱 액정 등의 개발이 진행되어 왔지만, 이를 위해서는 수증기나 산소에 대한 높은 배리어성과 플렉시블성, 투명성을 겸비한 박형 필름이 필요했다.

지금까지의 필름은 진공증착방식에 의한 금속산화물층과 유기물층을 4~6층으로 적층한 것으로, 높은 배리어성은 실현하지만 공정이 많기 때문에 비용이 높고, 적층에 의한 투명성의 저하 등 여러 가지 과제가 지적되었다.

이번에 DNP는 이러한 과제에 대응한, 단층구조의 초배리어성 투명 필름의 개발에 성공하였다. 이온 플레이팅 기술을 이용하여 100㎚ 이하의 얇은 금속산화물층을 필름에 형성시키는 것으로, 단층이면서 배리어성이 높고, 플렉시블성이 풍부하며, 높은 투명성을 가진 저비용의 필름을 개발하였다.

이 필름의 가장 큰 장점은 수증기와 산소에 대한 배리어성이 4층 이상을 적층한 기존품의 초배리어성 필름과 동등한 수준을 실현한 것이다. 나아가 지금까지의 단층 배리어 필름과 비교한 경우에도 수증기 투과도는 650분의 1(1.5×10-3g/㎡・day), 산소투과도는 100분의 1(1×10-2㏄/㎡・day) 이하의 뛰어난 성능을 실현하였다.

또한 금속산화물층이 1층이기 때문에 공정이 간략화되어 저비용화가 가능하며, 전광선 투과율이 80% 이상이기 때문에 디스플레이에 사용하기에 충분한 투명성을 가지고 있다.
　　
동사는 양산을 위한 제조기술의 개발을 추진하여, 플렉시블 유기 EL, 플라스틱 액정, 유기태양전지로의 응용을 진행하고 있다. 또한 2007년도 중에 샘플을 출하하고, 2010년에 8억 엔의 매출을 계획하고 있다고 밝혔다.

조나리 기자/olivelina@paran.com